[发明专利]一种金属板激光喷丸的水约束层调控装置及方法

权利要求书

1.一种金属板激光喷丸的水约束层调控装置，其特征在于，包括：

刚性约束系统，当所述金属板处于激光成形位置时，所述刚性约束系统与所述金属板间隔一固定距离设置；其中，所述固定距离用于在所述金属板表面用于形成均匀厚度的水流约束层；

水约束层控制系统，用于平稳地向所述水流约束层喷射去离子水；其中，所述水约束层控制系统包括：去离子水源、调压阀、蓄水桶和喷嘴，所述去离子水源通过水管依次与所述调压阀、所述蓄水桶以及所述喷嘴连接；

激光喷丸成形系统，用于输出激光束至所述金属板的位于所述水流约束层的表面，对所述金属板进行激光喷丸。

2.根据权利要求1所述的一种金属板激光喷丸的水约束层调控装置，其特征在于，所述水约束层调控装置还包括：金属板移动控制系统，用于支撑并移动所述金属板至所述激光成形位置。

3.根据权利要求2所述的一种金属板激光喷丸的水约束层调控装置，其特征在于，所述金属板移动控制系统包括：

夹具，用于支撑并固定所述金属板；

机械手，所述机械手与所述夹具连接，用于驱动所述夹具移动；

第一控制器，所述第一控制器与所述机械手连接，用于输出信号控制所述机械手按照预定轨迹移动，直至所述机械手移动所述金属板至所述激光成形位置。

4.根据权利要求1所述的一种金属板激光喷丸的水约束层调控装置，其特征在于，所述刚性约束系统包括：

约束板，所述约束板与所述金属板相对的面结构相同且所述约束板与所述金属板平行设置；

移动装置，所述移动装置与所述约束板连接，用于移动调节所述约束板与所述金属板之间的距离；

第二控制器，所述第二控制器与所述移动装置连接，用于输出信号控制所述移动装置的移动，直至所述约束板与所述金属板之间的距离达到规定的固定距离。

5.根据权利要求4所述的一种金属板激光喷丸的水约束层调控装置，其特征在于，所述约束板上设有通孔。

6.根据权利要求5所述的一种金属板激光喷丸的水约束层调控装置，其特征在于，所述激光束穿过所述通孔后照射在所述金属板表面。

7.根据权利要求1所述的一种金属板激光喷丸的水约束层调控装置，其特征在于，所述去离子水的电导率不超过1us/cm²。

8.根据权利要求1所述的一种金属板激光喷丸的水约束层调控装置，其特征在于，所述水流约束层的厚度为1-2mm。

9.一种金属板激光喷丸的水约束层调控方法，该方法采用如权利要求1-8任意一项所述的金属板激光喷丸的水约束层调控装置，其特征在于，包括如下步骤：

所述金属板移动到所述激光成形位置；

移动并调节所述刚性约束系统与所述金属板间隔一固定距离；

启动所述水约束层控制系统，调节所述去离子水的喷射压力和流量，平稳地向所述水流约束层喷射去离子水；

启动激光喷丸成形系统，所述激光喷丸成形系统输出激光束至所述金属板的位于所述水流约束层的表面，按预设轨迹进行激光喷丸操作。

10.根据权利要求9所述的一种金属板激光喷丸的水约束层调控方法，其特征在于，通过移动所述激光束至所述金属板的位于所述水流约束层的表面或者通过同时移动所述金属板和所述刚性约束系统实现所述激光束按预设轨迹进行激光喷丸操作。